人教版2019必修第二册化学专题02化学反应与能量变化含解析答案
展开一、单选题
1.下列装置或过程能实现电能转化为化学能的是
A.风力发电B.火力发电C.电解炼铝D.锂离子电池
2.化学反应伴随能量变化,下列叙述正确的是
A.吸热反应一定需要加热才能发生,放热反应在常温下就能迅速发生
B.CO的燃烧热为,则
C.在稀溶液中, ,若将含醋酸的溶液与含的溶液混合,放出热量为
D.相同条件下,等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,其前者放热更多
3.已知C(金刚石,s)=C(石墨,s)ΔH=-1.9 kJ·ml-1,下列说法正确的是
A.金刚石比石墨更稳定
B.金刚石与石墨互为同位素
C.1 ml金刚石所具有的能量比1 ml石墨的高
D.相同条件下,1 ml石墨完全燃烧时放出的能量比1ml 金刚石放出的能量多
4.已知氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量,水蒸气中键形成时放出能量,键断裂时吸收的能量为,断开氧气中的化学键需要吸收的能量是
A.B.C.D.
5.氢气燃烧生成水蒸气的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.燃烧时化学能全部转化为热能
B.断开1ml氧氢键吸收930kJ能量
C.相同条件下,1 ml氢原子的能量为E1,1 ml氢分子的能量为E2,则2E1
6.化学反应A+B→C(吸收能量)分两步进行:①A+B→X(吸收能量),②X→C(放出能量)。下列示意图中表示总反应过程中能量变化的是
A.B.
C.D.
7.某反应过程中能量变化如图所示,下列有关叙述正确的是
A.该反应为放热反应
B.催化剂改变了化学反应的热效应
C.催化剂不改变化学反应过程
D.反应中断开化学键吸收的总能量高于形成化学键放出的总能量
8.某反应由两步反应A→B→C完成,它的反应能量变化曲线如图所示。下列叙述正确的是
A.两步反应均为吸热反应
B.A与C的能量差为E4
C.三种物质中C最稳定
D.A→B的反应一定需要加热
9.肼()是一种高能燃料,有关化学反应的能量变化如图所示。已知断裂1ml化学键所需的能量(kJ):NN键为942、O=O键为500、N-N键为154,则断裂1mlN-H键所需的能量是
A.194kJB.391kJC.516kJD.658kJ
10.某原电池装置如图所示,下列说法错误的是
A.Cu为正极,该极发生还原反应
B.电子由Fe经导线流向Cu
C.Cu上有气体放出
D.Fe处的电极反应为
11.有如图所示的实验装置,下列判断正确的是
A.AB.BC.CD.D
12.某小组利用如图装置研究原电池工作原理。下列叙述不正确的是
A.和不连接时,铁片上会有金属铜析出
B.和用导线连接时,铜片上的反应为
C.无论a和b是否连接,铁片均发生还原反应
D.a和b用导线连接时,溶液中向铜电极移动
13.某学生用如图所示装置研究原电池的原理,下列说法错误的是
A.装置(1)中铜棒上没有气体产生
B.装置(2)中棒逐渐溶解,铜棒电极反应式为:
C.当装置(3)电路中转移电子,负极和正极质量变化之差为
D.装置(2)与(3)中正极生成的物质质量之比为1∶32时,棒的质量变化相等
14.学过原电池后,某同学设计了如图所示的原电池。闭合电键K,下列有关说法正确的是
A.铜丝为原电池的负极
B.铁钉处的电极反应为
C.玻璃杯中由正极区域移向负极区域
D.正极收集0.01ml气体时,转移0.04ml电子
15.如图是铅酸蓄电池的构造示意图,下列说法错误的是
A.铅酸蓄电池是二次电池,充电时电能转化为化学能
B.该电池工作时,电子由板通过外电路流向板
C.该电池工作时,负极的电极反应式为
D.该电池工作时,移向板
16.氢氧燃料电池是一种常见化学电源,其工作示意图如图。下列说法正确的是
A.由正极流向负极
B.溶液的作用是传导电子
C.b电极上发生还原反应,电极反应式为
D.标准状况下a电极若每消耗,外电路转移电子数为
17.某锂离子电池的工作原理如图所示(a极材料为金属锂和石墨的复合材料),其电池反应为Li+FePO4=LiFePO4。下列关于该电池的说法正确的是
A.a极为正极B.b极发生氧化反应
C.Li+从a极室向b极室移动D.可以用稀硫酸作电解质溶液
18.某电化学气敏传感器的工作原理如图所示,下列说法正确的是
A.溶液中往Pt电板(a)为移动
B.Pt电极(a)的电极反应式为
C.该传感器反应消耗的与的物质的量之比为4:5
D.该传感器在工作过程中Pt电极(b)周围溶液pH增大
19.化学能在人们实际生产生活中的运用日益广泛,探索化学反应中能量变化的本质,可以更好地帮助人类利用化学知识创造出无限可能。某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。
下列判断正确的是
A.由实验可知,①②③④所涉及的反应都是放热反应
B.将实验②中的铝片更换为等质量的铝粉后能释放出更多的热量
C.若用NaOH固体测定中和热,则测定中和热的数值偏低
D.实验④中将玻璃搅拌器改为铜质搅拌器会导致实验结果偏低
20.下列说法中不正确的是
A.X+Y=M+N为放热反应,可推知X和Y的总能量一定高于M和N的总能量
B.1 ml SO2的键能总和大于1 ml硫和1 ml氧气的键能之和
C.由C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH=+1.9 kJ·ml-1可知,金刚石比石墨能量低
D.等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,前者放出的热量多
21.与反应过程的能量变化如图所示,下列说法不正确的是
A.该反应为放热反应
B.该反应中与的总能量大于和的总能量
C.该反应的热化学方程式: kJ·ml
D.1ml和1ml反应生成1ml和1ml要放出41kJ的热量
22.已知反应的能量变化如图所示,下列说法中正确的是
A.图中A→B的过程为放热过程
B.加入催化剂不能改变反应的热效应
C.断开和的化学键吸收的能量总和大于生成和时放出的能量总和
D.和的总能量小于和的总能量
23.下列关于如图装置说法正确的是
A.铜片是负极
B.铜片上的电极反应为
C.电流由锌片流出经过电流表流向铜片
D.消耗转移电子的物质的量为
24.硼化钒()-空气电池是目前储电能力最高的电池,电池示意图如图所示(已知:阴离子交换膜只允许阴离子通过)。该电池工作时反应为:。下列说法正确的是
A.电极为电池正极
B.电流由石墨电极经导线流向电极
C.当外电路转移1ml电子时,1ml从电极移向石墨电极
D.电路中有2ml电子转移时,消耗氧气的体积为11.2L
25.二次电池的充电可看作是其放电的逆过程。我国研究的锂硫电池是一种新型二次电池,其总反应是,充放电曲线如图所示,下列说法正确的是
A.充电时,化学能转化为电能
B.放电时,锂离子向负极移动
C.放电时,转化为时得到
D.从安全角度考虑,该电池的电解质溶液不宜用水作溶剂
二、填空题
26.原电池是利用氧化还原反应设计的装置,该装置的特点是使氧化反应和还原反应在两个电极进行,“迫使”电子沿着特定的路线移动,从而产生电能。甲、乙两个原电池装置如图所示:
回答下列问题:
(1)若装置甲的溶液M为稀硫酸,两个电极采用镁棒和铝棒。
①电极X为 (填“正极”或“负极”),该电极反应式为 。
②该电池的正极是 (填“镁棒”或“铝棒”),该电极产物W是 (填化学式)。
③该原电池总反应的化学方程式是 。
(2)若装置甲中两电极质量变化与时间的关系如图所示,其中一个电极为Ag电极,则该电池的电解质溶液为 (填化学式)溶液,电极X为 (填字母)
a.Fe电极 b.Mg电极 c.Cu电极 d.Al电极
(3)将(1)中原电池生成的气体产物W通入装置乙中可制备燃料电池。
①正极为 (填“电极甲”或“电极乙”),该电极发生 (填“氧化反应”或“还原反应”)。
②该电池工作时,外电路中电子由 (填“电极甲”或“电极乙”,下同)流出;电解质溶液中的移向 。
27.20世纪初德国化学家哈伯(F.Haber)发明工业合成氨,人工制出氮肥,粮食产量显著提高,为解决人类温饱做出重大贡献。回答下列问题:
(1)合成氨的原料H2主要来源于煤的综合利用,如煤的气化:(吸热反应),煤的气化反应过程中能量变化可表示为 (填字母)。
(2)一种新型的复合光催化剂(CQDs/纳米复合物)能以太阳光为能源,使水分解获得,其原理如图所示。反应①的化学方程式是 。
(3)工业合成氨反应过程中的能量变化如图所示。
①合成氨反应中,断裂的化学键是 (填“极性键”或“非极性键”,下同),形成的化学键是 。
②生成17gNH3时,该反应 (填“吸收”或“放出”)的能量为 kJ。
28.化学能和电能的相互转化是能量转换的重要形式,请按要求完成下列电化学相关问题。
(1)把A、B、C、D四种金属按表中装置进行实验。
根据表中信息判断四种金属活动性由大到小的顺序是 ;(用ABCD表示)
(2)盐桥式原电池的装置图如下
①铜为 (填“正”或“负”)极。
②若装置中铜电极的质量增加3.2g,则导线中转移电子的数目为
③该装置的盐桥中除添加琼脂外,还要添加饱和溶液,电池工作时,盐桥的作用是 。
(3)还原电化学法制备甲醇()的工作原理如图所示:
电池工作过程中通过质子膜向 (填“左”或者“右”)移动,通的一端发生的电极反应式为 。
(4)锂钊氧化物电池放电时的总反应:,则其正极充电时的电极反应式为: 。
(5)以四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]为原料,采用电渗析法合成四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH],其工作原理如图所示(a、b为石墨,c、d、e为离子交换膜),当制备时,a、b两个极共产生 气体。
三、解答题
29.现代社会中,人类的一切活动都离不开能量,从煤、石油和天然气等提供的热能,到各种化学电池提供的电能,都是通过化学反应获得的。回答下列问题:
(1)绿色能源也称清洁能源,是指在生产和使用过程中不产生有害物质排放的能源。下列属于绿色能源的是 (填标号,下同)。
①太阳能 ②煤 ③石油 ④风能 ⑤氢能
(2)下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是_______。
A.甲烷燃烧B.灼热的炭与反应
C.镁与稀硫酸反应D.钠和水反应
(3)与反应生成过程中的能量变化如图所示,和完全反应生成会 (填“吸收”或“放出” )的能量。
(4)已知反应在不同条件下的化学反应速率如下:
①
②
③
④
请比较上述4种情况反应的快慢: (按由大到小的顺序填写序号)。
(5)用和组合形成的质子交换膜燃料电池的结构如图所示:
①电极是 (填“正极”或“负极”),电极c的电极反应式是 。
②若电路中转移电子,则该燃料电池理论上消耗的在标准状况下的体积为 L。
a电极
b电极
X溶液
实验判断
A
Cu
Zn
H2SO4
H+向b极迁移
B
Zn
Fe
H2SO4
电子从Zn→Fe→Zn
C
Al
Mg
NaOH
a为负极,b为正极
D
Cu
石墨
FeCl3
a极质量减小,b极质量增加
装置
电子从A到B
C电极的质量增加
金属D不断溶解
参考答案:
1.C
【详解】A.风力发电的过程是风能转化为电能的过程,故A不符合题意;
B.火力发电的过程是化学能转化为机械能、机械能转化为电能的过程,故B不符合题意;
C.电解炼铝的过程是电能转化为化学能的过程,故C符合题意;
D.锂离子电池放电的过程是化学能转化为电能的过程,故D不符合题意;
故选C。
2.D
【详解】A.某些吸热反应也可以自发进行,依据△H-T△S< 0分析, △H>0 △S>0常温下可以△H-T△S< 0,如氢氧化钡晶体和氯化铵反应,是吸热反应,常温下可以自发进行,故A错误;
B.在101 kPa时,1 ml 可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量叫作该物质的燃烧热,二氧化碳分解反应吸热,,B错误;
C.中和热是指在稀溶液中强酸和强碱发生中和反应生成1 ml水所释放的热量,醋酸是弱酸,电离过程吸热,放热数值少,,C错误;
D.硫蒸汽的能量比固体硫的能量高,完全燃烧放出的热量更高,D正确;
答案选D。
3.C
【详解】A.物质含有的能量越低,物质的稳定性就越强。石墨转化为金刚石时吸收能量,说明等质量的金刚石的能量比石墨高,则石墨比金刚石更稳定,故A错误;
B.金刚石与石墨是同种元素的不同单质,互为同素异形体,故B错误;
C.该反应为放热反应,所以1 ml金刚石所具有的能量比1 ml石墨的高,故C正确;
D.1 ml的金刚石比石墨含有的能量高,二者燃烧都产生CO2气体,则反应物的能量越高,其完全燃烧时放出的热量就越大,故相同条件下,1 ml金刚石完全燃烧时放出的能量比1ml石墨放出的能量多,故D错误;
故选C。
4.C
【详解】根据题目信息,氢气即2ml氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量484kJ,写出对应的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ,反应中断裂了2mlH-H键和1mlO=O键、形成了4mlO-H,设断开氧气中的化学键需要吸收的能量为x,则根据=断裂旧键所需的能量-生成新键释放的能量知,,解得x=496kJ,故选C。
5.D
【详解】A. 燃烧是部分化学能变为热能,还有光能等,故错误;
B. 从图分析,断开2ml氢氧键吸收930kJ的能量,故错误;
C. 氢气分子变成氢原子要吸收能量,所以2E1>E2,故错误;
D. 该反应生成1ml水蒸气时的能量变化为930-436-249=245kJ,故正确;
故选D。
6.D
【详解】A.化学反应A+B→C(吸收能量)的反应,说明反应物A、B的总能量比生成物C的总能量低,图示是反应物A、B的总能量比生成物C的总能量高,反应属于放热反应,与反应事实不吻合,A错误;
B.化学反应A+B→C(吸收能量)的反应,说明反应物A、B的总能量比生成物C的总能量低,图示是反应物A、B的总能量比生成物C的总能量高,反应属于放热反应,与反应事实不吻合。反应分两步进行,第一步反应①A+B→X(吸收能量),而图示A、B的总能量比中间产物X的能量高,反应是放热反应,也与反应事实不吻合,B错误;
C.化学反应A+B→C(吸收能量)分两步进行:①A+B→X(吸收能量),而图示显示的反应物A、B的总能量比中间产物X的总能量高,反应是放热反应,与题意不符合,C错误;
D.放热反应说明反应物的总能量比生成物的能量高;吸热反应说明反应物的总能量比生成物的能量低。图像显示反应事实吻合,D正确;
答案选D。
7.D
【详解】A.反应物能量低于生成物能量,反应为吸热反应,故A错误;
B.催化剂能改变反应速率,不会改变热效应,故B错误;
C.反应中催化剂参与了反应,改变了化学反应的路径,降低了反应的活化能,故C错误;
D.反应断键吸热,成键放热由于反应是吸热反应,断键吸收的总能量高于成键放出的总能量,故D正确;
答案选D。
8.C
【详解】A.根据图中信息A→B是吸热反应,B→C是放热反应,故A错误;
B.根据图中信息A与C的能量差为E5,故B错误;
C.根据能量越低越稳定,C物质的能量最低,因此三种物质中C最稳定,故C正确;
D.吸热反应、放热反应与反应条件无关,吸热反应并一定需要加热,比如氯化铵和Ba(OH)2∙8H2O的反应不需要加热,因此A→B的反应不一定需要加热,故D错误。
综上所述,答案为C。
9.B
【详解】根据图中内容可知,,化学反应的焓变等于产物的能量与反应物能量的差值,旧键断裂吸收能量,新建形成释放能量,设断裂1mlN-H键所需的能量为K,所以有154+4K+500=2218;解得K=391;
故答案选B。
10.D
【分析】该原电池中,铁比铜活泼,所以铁失去电子,做负极,铜为正极。
【详解】A.根据分析知,Cu是正极,该极上氢离子得到电子发生还原反应,A正确;
B.电子由负极经导线流向正极,所以电子由Fe棒经导线流向Cu棒,B正确;
C.Cu棒上氢离子得到电子产生氢气,C正确;
D.Fe棒处,铁失去电子生成Fe2+,电极反应为Fe-2e-=Fe2+,D错误;
答案选D。
11.C
【详解】A. Cu、Zn、稀硫酸组成的原电池,锌较活泼,作原电池的负极,铜作原电池的正极,电解质溶液中的阳离子H+向正极铜电极移动,即向a极迁移,A错误;
B. Zn、Fe、稀硫酸组成的原电池,锌较活泼,作原电池的负极,铁作原电池的正极,电子从Zn流向Fe,但是无法再流向Zn,B错误;
C. 铝、镁、氢氧化钠溶液组成的原电池,电池反应为:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,铝发生氧化反应,作原电池的负极,镁电极作原电池的正极,即a为负极,b为正极,C正确;
D. 铜、石墨、氯化铁溶液组成的原电池,电池反应为:2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2,铜电极发生氧化反应,作原电池的负极,电极反应为:Cu-2e- =Cu2+,电极质量减小,石墨作原电池的正极,电极反应式为:2Fe3++2e- =2Fe2+,电极质量不变,D错误;
故答案选C。
12.C
【详解】A.和不连接时,铁片和硫酸铜溶液之间发生化学反应,铁能将金属铜从其盐中置换出来,所以铁片上会有金属铜析出,故A正确;
B.和用导线连接时,形成了原电池,铜作正极,发生的反应为:,故B正确;
C.和不连接时,铁片和硫酸铜溶液之间发生化学反应,铁能将金属铜从其盐中置换出来,和用导线连接时,形成了原电池,加快了铁将金属铜从其盐中置换出来的速度,无论和是否连接,铁片均会溶解,铁片均发生氧化反应,故C错误;
D.和用导线连接时,形成了原电池,为负极,为正极,铜离子移向铜电极,故D正确;
答案选C。
13.C
【分析】(1)因没有形成闭合回路,不是原电池装置;(2)形成了铜锌原电池,且Zn为负极;(3)也形成了铜锌原电池,Zn为负极。
【详解】A.装置(1)是化学腐蚀,锌和稀硫酸发生反应生成氢气,铜和稀硫酸不反应,铜棒上没有气体产生,A正确;
B.装置(2)是原电池装置,锌做负极,铜做正极,溶液中氢离子在铜电极生成氢气,电极反应式为:,B正确;
C.装置(3)是原电池装置,锌做负极失电子生成锌离子,铜做正极,溶液中铜离子得到电子生成铜,锌电极减轻,铜电极增重,当装置(3)电路中转移1ml电子,负极和正极质量变化之差为,C错误;
D.装置(2)与(3)中负极电极反应均为,装置(2)中正极上电极反应为,装置(3)中正极电极反应为,正极生成物质质量比为1∶32时,依据电子守恒计算的两个原电池中电子转移相同,所以反应的锌的质量相同,棒的质量变化相等,D正确;
故选C。
14.C
【详解】A.铁活泼性比铜强,铁与醋酸反应,铜与醋酸不反应,则铜丝为原电池的正极,故A错误;
B.铁钉处的电极反应为,故B错误;
C.根据原电池“同性相吸”,则玻璃杯中由正极区域移向负极区域,故C正确;
D.根据,正极收集0.01ml气体时,转移0.02ml电子,故D错误。
综上所述,答案为C。
15.D
【详解】A. 铅酸蓄电池是可充电电池,是二次电池,充电时电能转化为化学能,A项正确;
B. 在该电池中板为负极,则电池工作时,电子由板通过外电路流向板,B项正确;
C. 该电池工作时,负极的电极反应式为,C项正确;
D. 在原电池工作时,阳离子向正极移动,则该电池工作时移向板,D项错误;
故选D。
16.C
【分析】由图可知,氧气发生还原反应,b为正极、则a为负极;
【详解】A.原电池转化阳离子由负极向正极迁移,由负极流向正极,A错误;
B.溶液为内电路,作用是传导离子,B错误;
C.b电极上氧气得到电子发生还原反应,电极反应式为,C正确;
D.标准状况下a电极若每消耗(为0.5ml),,则外电路转移电子数为,D错误;
故选C。
17.C
【详解】A.极为负极,A项错误;
B.b极为正极,得电子,发生还原反应,B项错误;
C.透过隔膜,从a极室进入b极室,C项正确;
D.是活泼金属,能与稀硫酸反应,故不能用稀硫酸作电解质溶液,D项错误。
答案为C。
18.D
【分析】该装置为原电池装置,左侧电极上NH3转化为N2,N元素化合价升高,发生了氧化反应,故Pt电板(a)为负极;右侧O2得电子生成氢氧根,Pt电极(b)为正极。原电池的总反应为:4NH3+3O2=4N2+6H2O。
【详解】A.原电池中阳离子移向正极,故移向Pt电极(b),A错误;
B.Pt电板(a)为负极,发生氧化反应,电极反应式为:,B错误;
C.根据总反应可知,该传感器反应消耗的与的物质的量之比为4:3,C错误;
D.Pt电极(b)为正极,电极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-,氢氧根浓度增大,Pt电极(b)周围溶液pH增大,D正确;
故选D。
19.D
【详解】A.实验①是浓硫酸稀释放热,不属于化学变化;实验②是金属与酸的反应,是放热反应;实验③是氢氧化钡晶体与氯化铵反应,属于吸热反应;实验④是酸碱中和反应是放热反应;因此放热反应只有②和④,A错误;
B.铝粉和铝片本质一样,且等量,故放出热量不变,只是铝粉参与反应,反应速率加快,B错误;
C.氢氧化钠固体溶解时要放出热量,最终使测定中和热的数值偏高,C错误;
D.相较于玻璃搅拌器,铜质搅拌器导热快,会造成热量损失,导致实验结果偏低,D正确;
故选D。
20.C
【详解】A.反应物的总能量大于生成物的总能量为放热反应,X+Y=M+N为放热反应,因此反应物X和Y的总能量一定高于生成物M和N的总能量,A正确;
B.硫的燃烧为放热反应,放热反应的△H=反应物的键能总和-生成物的键能总和<0,即SO2的键能总和大于1mlS和1mlO2的键能之和,B正确;
C.由C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH=+1.9 kJ·ml-1可知,石墨生成金刚石需要吸热,所以石墨的能量小于金刚石的能量,C错误;
D.等量的同种物质的气态能量大于固态的能量,故等量的硫蒸气具有的能量大于硫固体具有的能量,因此硫蒸汽完全燃烧时放出的热量多,D正确;
故选C。
21.D
【详解】A.由图可知△H<0,该反应为放热反应,A选项正确;
B.由图可知反应物CO(g)+H2O(g)的总能量大于生成物CO2(g)+H2(g)的总能量,B选项正确;
C.由图可知该反应的热化学方程式为CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH=−41 kJ·ml −1,C选项正确;
D.图中反应是放热反应,其逆反应为吸热反应,D选项错误;
答案选D。
22.B
【分析】图中A点表示反应物总能量,B点表示反应物吸收了活化能形成活化分子时具有的总能量,C点表示生成物总能量。
【详解】A.图中A→B的过程为反应物吸收活化能形成活化分子的过程,是吸热过程,A错误;
B. 加入催化剂可以改变反应的活化能,改变反应速率,但不改变反应的热效应,B正确;
C.图中显示反应物总能量大于生成物总能量,反应为放热反应,因此断开和的化学键吸收的能量总和小于生成和时放出的能量总和,C错误;
D.反应为放热反应,因此和的总能量大于和的总能量,D错误;
故选B。
23.B
【详解】A.该电池是原电池,Zn比Cu活泼,所以Zn做负极,Cu做正极,故A错误;
B.铜做正极,是溶液中的Cu2+得电子,发生还原反应,其电极反应式为Cu2++2e—=Cu,故B正确;
C.原电池中电子的流向和电流的流向正好相反,电流是从Cu片流出经过导线进入Zn片,故C错误;
D.1ml的Zn反应时转移2ml的电子,6.5g的Zn(即0.1ml)反应时转移0.2ml的电子,故D错误;
故本题选B。
24.B
【详解】A.硼化钒−空气燃料电池中,失电子发生氧化反应,电极为负极,故A错误;
B.电极为负极,石墨为正极,电流经外电路由正极流向负极,故B正确;
C.图示交换膜为阴离子交换膜,当外电路转移1 ml电子时,1 ml OH-从石墨电极移向电极,故C错误;
D.未说明是否为标准状况下,所以无法得出的体积,故D错误。
综上所述,答案为B。
25.D
【详解】A.充电时,电能转化为化学能,故A错误;
B.放电时是原电池,原电池“同性相吸”即锂离子向 极移动,故B错误;
C.放电时,,则转化为时得到,故C错误;
D.Li与水要反应,因此从安全角度考虑,该电池的电解质溶液不宜用水作溶剂,故D正确。
综上所述,答案为D。
26.(1) 负极 铝棒 H2
(2) AgNO3 d
(3) 电极甲 还原反应 电极乙 电极乙
【详解】(1)①镁与硫酸反应,铝与硫酸反应,镁的活泼性比铝强,因此镁为负极,铝为正极,再根据X电极是电子流出的极,则电极X为负极,该电极反应式为;故答案为:负极;。
②根据前面分析该电池的正极是铝棒,该电极是氢离子得到电子变为氢气,因此正极产物W是H2;故答案为:铝棒;H2。
③该原电池总反应是镁和硫酸反应生成硫酸镁和氢气,其化学方程式是;故答案为:。
(2)若装置甲中两电极质量变化与时间的关系如图所示,其中一个电极为Ag电极,则一个电极质量增加10.8g,另一个电极质量减少0.9g,题中金属活泼性都比银弱,说明银为正极,银电极质量增加,则该电池的电解质溶液为硝酸银(AgNO3)溶液,有0.1ml银生成,有0.1ml电子转移,则负极会消耗0.05ml铁或0.05ml镁或0.05ml铜或铝,质量分别为2.8g、1.2g、3.2g、0.9g,则电极X为Al电极;故答案为:AgNO3;d。
(3)①燃烧电池中燃料为负极,氧化剂为正极,则正极为电极甲,氧气得到电子,则说明该电极发生还原反应;故答案为:电极甲;还原反应。
②该电池工作时,外电路中电子由负极即电极乙流出;根据原电池“同性相吸”,则电解质溶液中的移向负极即电极乙;故答案为:电极乙;电极乙。
27.(1)b
(2)2H2OH2↑+H2O2
(3) 非极性键 极性键 放出 44
【详解】(1)由题干信息可知,煤的气化:是一个吸热反应,即反应物总能量低于生成物总能量,故如图b所示,故答案为:b;
(2)由题干反应历程图图示信息可知,反应①即H2O转化为H2O2和H2,故该转化的化学方程式是2H2OH2↑+H2O2,故答案为:2H2OH2↑+H2O2;
(3)①工业上合成氨的方程式为:N2+3H22NH3,故合成氨反应中,断裂的化学键是N≡N键、H-H键均为非极性键,形成的化学键是N-H键,为极性键,故答案为:非极性键;极性键;
②由题干工业合成氨反应过程中的能量变化图示信息可知,N2+H2NH3 =1129kJ/ml-(324+389+460)kJ/ml=-44kJ/ml,故生成17gNH3即=1ml时,该反应放出的能量为44kJ,故答案为:放出;44。
28.(1)D>A>B>C
(2) 正 0.1NA 使两溶液均保持电中性
(3) 左 CO + 4e- + 4H+ = CH3OH
(4)Li1+xV3O8-xe-=xLi++LiV3O8
(5)0.75
【详解】(1)原电池的一个应用是可以判断金属的活泼性,一般负极比正极活泼。电子从A到B说明A为负极,B为正极,A>B;C电极的质量增加说明Cu2+在正极析出,C为正极B为负极,B>C;金属D不断溶解,说明D为负极,A为正极,D>A,四种金属活动性由大到小的顺序是D>A>B>C;
(2)①锌铜原电池中,锌比铜活泼,故锌为负极,铜为正极;
②3.2g铜物质的量为0.05ml,由电极反应式Cu2++2e-=Cu可知,生成1ml铜,转移2ml电子,故生成0.05ml铜,导线中转移0.1ml电子,电子数目为0.1NA;
③电池工作时,盐桥中的Cl-会移向ZnSO4溶液,K+移向CuSO4溶液,使两溶液均保持电中性;
(3)该装置是原电池,根据总反应:CO+2H2=CH3OH可知,C的化合价降低,CO在正极得到电子,H的化合价升高,H2在负极失去电子,所以通入H2的一端是负极;电池工作过程中阳离子移向正极,所以H+向左移动;通入CO的一端为正极,CO在酸性溶液中得到电子转变为CH3OH,电极反应式为:CO + 4e- + 4H+ = CH3OH;
(4)充电时阳极失电子发生氧化反应,即放电时正极的逆反应,所以电极方程式为:Li1+xV3O8-xe-=xLi++LiV3O8;
(5)由图可知,a极为阴极,发生还原反应,电极反应式为 2(CH3)4N++2H2O+2e−=2(CH3)4NOH+H2↑,则制备1ml四甲基氢氧化铵则转移1mle-,阴极产生0.5mlH2,阳极产生0.25mlO2(电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O),共产生0.75ml气体。
29.(1)①④⑤
(2)B
(3) 吸收 180
(4)③①②④
(5) 正极 11.2
【详解】(1)①太阳能④风能⑤氢能生产和使用过程中不产生有害物质,属于绿色能源;
(2)反应中生成物总能量高于反应物总能量,可知该反应为吸热反应,燃烧、活泼金属与酸、钠与水反应均为放热反应,反应物的能量高于生成物能量,灼热的炭与反应吸收能量,生成物能量高于反应物能量,故ACD不符合题意;故答案为:D;
(3)1ml与1ml反应断裂化学键吸收能量:(946+498)=1444kJ;生成2mlNO时放出热量2×632=1264kJ热量,由此可知和完全反应生成会吸收180的能量;
(4)将各条件下速率均转化为氮气的速率,①对应氮气速率为:;
②;
③
④
4种情况反应的快慢:③①②④;
(5)①由图可知电子由电极c流出,电极c为负极,电极d为正极,电极c的电极反应式是;
②电极d上发生反应:,电路中转移电子,则该燃料电池理论上消耗的的物质的量为0.5ml,标准状况下的体积为11.2。
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
D
C
C
D
D
D
C
B
D
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
C
C
C
C
D
C
C
D
D
C
题号
21
22
23
24
25
答案
D
B
B
B
D
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